Solutions Mère et Fille

Solutions Mère et Fille

Comprendre les Solutions Mère et Fille

Vous travaillez dans un laboratoire de chimie et vous devez préparer des solutions à partir d’une solution mère.

Votre tâche consiste à diluer la solution mère pour obtenir une solution fille de concentration souhaitée.

Données :

  • La solution mère a une concentration en soluté de 2,0 mol/L.
  • Vous avez un volume de 100 mL de cette solution mère.
  • Vous souhaitez préparer 1,0 L de solution fille ayant une concentration en soluté de 0,5 mol/L.

Questions :

  1. Calcul du volume de solution mère nécessaire :
    • Calculez le volume de solution mère que vous devez utiliser pour préparer 1,0 L de solution fille avec la concentration désirée.
  2. Préparation de la solution fille :
    • Expliquez comment vous pourriez préparer cette solution fille à partir de la solution mère.
    • Quel type de verrerie utiliseriez-vous et quelles précautions devriez-vous prendre lors de la préparation de la solution fille ?
  3. Calcul de la concentration finale :
    • Si vous ajoutez 500 mL de la solution mère à 1,0 L de solution fille initiale (dilution), quelle serait la concentration finale en soluté de la nouvelle solution fille ?
  4. Autre application :
    • Vous souhaitez préparer 250 mL d’une solution fille ayant une concentration en soluté de 1,0 mol/L à partir de la solution mère. Calculez le volume de solution mère nécessaire pour obtenir ce résultat.

Correction : Solutions Mère et Fille

1. Calcul du volume de solution mère nécessaire

Pour obtenir 1,0 L de solution fille avec une concentration en soluté de 0,5 mol/L, à partir d’une solution mère ayant une concentration de 2,0 mol/L, vous pouvez utiliser la formule de dilution :

\[ C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2 \]

  • \( C_1 \) : Concentration de la solution mère = 2,0 mol/L.
  • \( V_1 \) : Volume de solution mère à utiliser = ?
  • \( C_2 \) : Concentration de la solution fille = 0,5 mol/L.
  • \( V_2 \) : Volume de la solution fille = 1,0 L.

Réorganisez la formule pour trouver \( V_1 \) :

\[ V_1 = \frac{{C_2 \times V_2}}{{C_1}} \]

En substituant les valeurs :

\[ V_1 = \frac{{0,5 \times 1,0}}{{2,0}} \] \[ V_1 = 0,25 \, \text{L} = 250 \, \text{mL} \]

Ainsi, vous devez utiliser 250 mL de solution mère pour préparer 1,0 L de solution fille avec une concentration de 0,5 mol/L.

2. Préparation de la solution fille

Pour préparer 1,0 L de solution fille avec une concentration de 0,5 mol/L à partir de la solution mère :

  1. Matériel : Utilisez une fiole jaugée de 1,0 L, une pipette ou un cylindre gradué, et de l’eau distillée ou déminéralisée.
  2. Méthode :
    • Mesurez 250 mL de la solution mère à l’aide de la pipette ou du cylindre gradué.
    • Versez ce volume dans la fiole jaugée.
    • Complétez avec de l’eau distillée jusqu’à la marque de 1,0 L.
    • Mélangez bien pour assurer l’homogénéisation de la solution.

Prenez des précautions pour éviter les éclaboussures et respectez les consignes de sécurité du laboratoire, notamment le port de gants et de lunettes de sécurité si nécessaire.

3. Calcul de la concentration finale après dilution supplémentaire

Supposons que vous ajoutez 500 mL de la solution mère à 1,0 L de solution fille initiale (0,5 mol/L).

Quelle serait la concentration finale de la nouvelle solution fille ? Utilisez à nouveau la formule de dilution :

  • \( C_1 \) : Concentration de la solution mère = 2,0 mol/L.
  • \( V_1 \) : Volume de solution mère ajouté = 500 mL = 0,5 L.
  • \( V_2 \) : Volume initial de la solution fille = 1,0 L.
  • Volume total après dilution = 1,0 L + 0,5 L = 1,5 L.

La concentration finale est donnée par :

\[ C_f = \frac{{C_1 \times V_1}}{{V_1 + V_2}} \]

En substituant les valeurs :

\[ C_f = \frac{{2,0 \times 0,5}}{{1,5}} \] \[ C_f  \approx 0,67 \, \text{mol/L} \]

Ainsi, la concentration finale après ajout de 500 mL de solution mère à 1,0 L de solution fille est d’environ 0,67 mol/L.

4. Volume de solution mère nécessaire pour préparer 250 mL d’une solution fille à 1,0 mol/L

Pour obtenir 250 mL (0,25 L) de solution fille avec une concentration de 1,0 mol/L :

  • \( C_1 \) : Concentration de la solution mère = 2,0 mol/L.
  • \( C_2 \) : Concentration souhaitée = 1,0 mol/L.
  • \( V_2 \) : Volume de la solution fille = 250 mL = 0,25 L.

Le volume de solution mère nécessaire est donné par :

\[ V_1 = \frac{{C_2 \times V_2}}{{C_1}} \]

En substituant les valeurs :

\[ V_1 = \frac{{1,0 \times 0,25}}{{2,0}} \] \[ V_1 = 0,125 \, \text{L} = 125 \, \text{mL} \]

Ainsi, pour obtenir 250 mL de solution fille à 1,0 mol/L, vous avez besoin de 125 mL de solution mère à 2,0 mol/L.

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